间隙型导线张力和弧垂的计算方法

鲍星辉

（国网辽宁省电力有限公司建设管理中心，辽宁 沈阳 110005）

间隙型导线张力和弧垂的计算方法

鲍星辉

（国网辽宁省电力有限公司建设管理中心，辽宁 沈阳 110005）

利用间隙导线钢芯与铝线间可以产生相对滑动的特性，在架设导线时，全部张力由钢芯承担，铝线不承受张力。由于钢芯线膨胀系数远小于铝线，因此，在同等温升下导线的弧垂远小于普通钢芯铝绞线，达到低弧垂的效果。间隙导线张力计算方法与钢芯铝绞线不同，推导出的计算公式，可在工程计算中应用。

间隙导线；张力；弧垂；计算

间隙型导线是一种特殊导线，加工时钢芯和铝绞线之间有微量间隙，钢芯与铝绞线间可以产生相对滑动。由于导线的结构与普通钢芯铝绞线不同，计算间隙型导线张力和弧垂的方法与常规钢芯铝绞线不同。在引进这种导线时，均由国外厂商提供工程需要的张力和弧垂。近年，国内已有很多厂家可以生产这种特殊导线，但厂家提供的张力和弧垂多有不同，有些存在明显的谬误，有必要统一计算方法，为工程应用间隙型导线提供理论依据。

1 公式的推导

1.1 钢芯铝绞线特性

导线综合线膨胀系数［1］：

式中 Es——钢芯弹性模量，N／mm2；

Ea——铝线弹性模量，N／mm；

Aa——铝线截面积，mm2；

As——钢芯截面积，mm2；

αa——铝线线膨胀系数，1／℃；

αs——钢芯线膨胀系数，1／℃。导线综合弹性模量［1-2］：

1.2 间隙型导线特性

间隙型导线截面结构如图1所示。

图1 间隙型导线截面结构

由图1可以看出，钢芯与铝线之间存在微量间隙，在间隙中充入润滑脂，可以保证钢芯与铝导体间产生相对滑动。

利用间隙型导线钢芯与铝线间可产生相对滑动的特性，在架设导线时，全部张力由钢芯承担，铝线不承受张力。此时，式（1）中Ea＝0，αa＝0，式（1）变为

当导线温度增加时，铝线受热膨胀，由于铝线与钢芯间存在间隙，使导线沿着钢芯产生轴向形变，变形量只覆着在钢芯上，即导线张力全部由钢芯承载，导线整体变形仅是钢芯随温度变化产生的伸缩量，由于钢芯线膨胀系数远小于铝线，因此，在同等温升下，导线的弧垂远小于普通钢芯铝绞线，达到了低弧垂的效果。

1.3 间隙型导线的计算公式

低于架线时温度，导线张力由钢芯与铝线共同承担。高于架线时温度，导线张力仅由钢芯承担。导线架线时温度，我们称之为过渡点温度（tc）。

钢芯铝绞线张力计算状态方程［3-4］为

式中 pk、p——分别为已知和待求条件下导线自重荷载，N／m；

Tk、T——分别为已知和待求条件下导线张力，N；

tk、t——分别为已知和待求条件下导线温度，℃；

l——导线档距，m；

A——导线计算截面积，mm2；

E——导线综合弹性系数，N／mm2；

α——导线的综合线膨胀系数，1／℃。

导线温度t高于过渡点温度tc时，铝线完全松弛，全部张力由钢芯承担，铝线所承受的张力为0。此时，将式（3）、式（4）代入式（5），将pk、Tk、tk及计算条件下导线的自重荷载p、过渡点温度tc和过渡点张力Tc代入式（5）得：

利用式（6）即可计算出间隙型导线在高于架线温度时导线的张力和弧垂。

2 间隙型导线张力和弧垂的计算步骤

a.求出最低气温、年平均气温、最大风速和覆冰4种控制条件下导线的临界档距［5］。临界档距的计算与钢芯铝绞线相同。

b.以临界档距求得的控制条件作为已知条件（pk、Tk、tk），用式（5）求某一档距在架线温度（即过渡点温度tc）时的导线张力（即过渡点张力Tc）。

c.导线温度t低于过渡点温度tc时，采用式（5）计算导线张力T。

d.导线温度t高于过渡点温度tc时，采用式（6）计算导线张力T。

e.使用式（5）或式（6）求得导线张力T后，档距中央导线最大弧垂f［5］使用式（7）计算：

式中β为档距两侧导线悬挂点高差角。

3 确保间隙型导线铝线不承受张力的措施

间隙型导线架线施工的关键是紧线时，只拉钢芯。紧线后，为除去残留在铝线的张力，在不给铝线施加拉力的情况下，将导线放置12 h后，再压接耐张线夹，安装悬垂线夹，这样才能保证间隙导线弧垂的特性，达到低弧垂效果。

［1］ 邵天晓.架空送电线路的电线力学计算［M］.北京：中国电力出版社，2003.

［2］ 于授章.材料力学［M］.北京：高等教育出版社，1983.

［3］ 东北电力设计院，电力工程高压送电线路设计手册［M］.北京：水利电力出版社，2003.

［4］ 孟遂民.架空输电线路设计［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［5］ 郭喜庆.架空送电线路设计原理［M］.北京：农业出版社，1993.

The Calculation Methods of Gap-type Conductor Tension and Sag

BAO Xing⁃hui
（Construction Management Center of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110005，China）

By the slide property of the steel core and aluminum wire，in the erection of the wire，all the tension borne can be sus⁃tained by the steel core，meanwhile the aluminum wire does not bear any tension.Since the coefficient of steel linear expansion is much less than the aluminum wire，at the same temperature rise，the vertical arc is much smaller than ordinary wire ACSR to obtain a low sag.The calculation methods of the Gap⁃type conductor tension are different from the ACSR.This paper deduced a series of formulas which can be used in the engineering calculation of the gap⁃type conductor.

Gap⁃type conductor；Wire tension；Sag；Calculation

TM751

A

1004-7913（2015）06-0015-02

鲍星辉（1958—），男，学士，高级工程师，从事输变电工程管理工作。

2015-03-10）